気筒

気筒について

気筒休止エンジン（きとうきゅうしエンジン）は、低負荷運転時あるいはアイドリング時に、一部または全部のシリンダーを休止させる機能を搭載したレシプロエンジンである。可変排気量エンジン、片バンク休止エンジン、可変シリンダーなどとも呼ばれている。

概要

可変バルブ機構によってロッカーアームを休止させるか、または直押し式の油圧切り替えバルブリフターを利用し、吸気バルブと排気バルブの両方を全閉密着することで、吸気及び排気を停止させ、燃料供給を停止させることによって、目的のシリンダーを停止させる。低負荷時に気筒休止させることによって、同一出力を出すためにスロットルバルブが大きく開くため、ポンピングロスの低減ができ燃料消費と排気ガス排出量を低減でき、また単純に可動している気筒数が減ることで総排気量が減り、アイドリング時などは燃料消費量が減る。また、気筒休止中の時も点火プラグは火花放電されている、これは気筒復帰した時に点火プラグの汚れで失火を防ぐ目的で行われている。 V型機関を持つ大型トラック等にあっては、アイドリング時に片バンクを休止する機構を持つものが多かった。またF1などにおいてもエンジンの気筒を休止させる気筒休止エンジンは存在するが、この場合はシビックハイブリッド等の気筒休止とは全く目的が異なり、コーナーで速度（エンジン出力）を落としつつも高い回転数を維持することで（例えば単純に考えて、半分の気筒を休止させれば回転数を維持したまま出力を半分まで落とせる）、コーナーを抜けた後の立ち上がりを確保するためである。

フライホイール効果

気筒休止エンジンでは、気筒停止中のピストンも上昇、降下を繰り返すため、下死点付近でバルブが閉じた場合は内部の空気が圧縮されるが、次の行程では圧縮された空気によってピストンが押し返され、逆に上死点付近でバルブ閉じた場合負圧として逆に働くので、クランクシャフトの回転エネルギーを圧縮空気（負圧）に変換して蓄える形の一種のフライホイールとして働く、このため直列4気筒ではアイドリング時などはフライホイールを大きくした時と同じ効果により安定するが、V型6気筒では片バンクを停止させるため振動が大きくなり、アイドリング時は気筒停止させていない。

気筒休止エンジンの課題

今後の課題として、気筒停止した時の振動の低減や、気筒停止に切り替えた時の出力変化をいかに低減させながら、気筒停止運転をいかに長く作動させるかが課題で、GMでは気筒停止で作動させられる間隔が短く、思ったほど低燃費効果が現れないとしている。

歴史

Wikipedia画像へのリンク(ホンダの新型VCM搭載V6エンジン（2007年）)

1981年に発売されたキャディラックのV型8気筒 L62 V8-6-4 エンジンが、最初の気筒休止エンジンであるとされる。しかしながらトラブルが多くすぐに廃れてしまった。
1982年に、日本国内において三菱自動車がミラージュの直列4気筒1,400ccエンジンに、MDエンジンと称して初めて採用した。
1990年代に、メルセデス・ベンツがV型12気筒、V型8気筒エンジンに採用した。
1992年に、三菱自動車がギャランの直列4気筒、V型6気筒エンジンに、MIVEC-MDと称して採用した。
2001年に、ホンダがシビックハイブリッドのエネルギー回生効率を向上させるため、減速時のエンジンブレーキを低減する目的で、4気筒のうち3気筒の休止を採用した
2003年に、ホンダがインスパイアのV型6気筒に、VCMと称して採用した。これはエリシオンやアコードハイブリッド、北米仕様オデッセイにも採用された。
2004年に、クライスラーがヘミエンジンに、MDSと称して採用した。
2005年に、GMがDisplacement on Demandと称して採用した。
2007年に、ホンダが北米向けアコード及びインスパイアのV6エンジンに、6-4-3と3段階に気筒数を切り替える新型のVCMを採用した。4気筒運転時には各バンクの2気筒ずつが運転される。